Процессы промышленного разделения - это технические процедуры, которые используются в промышленности для отделения продукта от примесей или других продуктов. Исходная смесь может быть либо природным ресурсом (например, рудой , маслом или сахарным тростником), либо продуктом химической реакции (например, лекарством или органическим растворителем ).
Значимость
Процессы разделения имеют большое экономическое значение, поскольку на них приходится от 40 до 90% капитальных и эксплуатационных затрат в промышленности. Процессы разделения смесей включают, помимо прочего, промывку, экстракцию, прессование, сушку, осветление, выпаривание, кристаллизацию и фильтрацию. Часто последовательно проводят несколько процессов разделения. Операции разделения выполняют несколько различных функций: [1]
- Очистка сырья и продуктов и восстановление побочных продуктов
- Переработка растворителей и непревращенных реагентов
- Удаление загрязняющих веществ из сточных вод
Классификация
Гетерогенная смесь (например , жидкий и твердый) может быть разделена с помощью механических процессов разделения , таких как фильтрация или центрифугирование. Гомогенные смеси можно разделить с помощью процессов молекулярного разделения; они либо основаны на равновесии, либо регулируются скоростью . Процессы, основанные на равновесии, работают путем образования двух несмешивающихся фаз с различным составом при равновесии, примером является дистилляция (при дистилляции пар имеет другой состав, чем жидкость). Процессы с регулируемой скоростью основаны на различных скоростях переноса соединений через среду, примерами являются адсорбция, ионный обмен или кристаллизация.
Разделение смеси на две фазы может быть сделано с помощью энергии разделения агента , в разделяющем агенте масс , с барьером или внешними полей. Агенты, разделяющие энергию, используются для создания второй фазы ( несмешиваемой, состав которой отличается от состава первой фазы), они являются наиболее распространенными технологиями, используемыми в промышленности. Например, подвод тепла (разделяющий агент) к жидкости (первая фаза) приводит к образованию пара (вторая фаза). Маслоотделители - это другие химические вещества. Они избирательно растворяют или впитывают один из продуктов; они либо жидкие (для сорбции, экстрактивной перегонки или экстракции), либо твердые (для адсорбции или ионного обмена). Использование барьера, ограничивающего движение одного соединения, но не ограничивающего движение другого (полупроницаемые мембраны), менее распространено; внешние поля используются только в специальных приложениях. [1]